基于球桿儀的高速五軸數(shù)控機床綜合誤差建模與檢測方法.pdf

1、裝配有高速電主軸與直線電機的現(xiàn)代高速機床的熱誤差檢測是當前業(yè)內(nèi)的研究熱點問題，尤其電主軸熱漂移誤差的檢測是廣受關(guān)注的難點問題。結(jié)合五軸高速加工中心誤差檢測項目，本論文研究了轉(zhuǎn)動軸誤差檢測方法、一體式電主軸系統(tǒng)、直線電機驅(qū)動系統(tǒng)熱誤差檢測方法等現(xiàn)代高端機床精度檢測難點問題，建立了加工中心綜合誤差數(shù)學模型，完成了對電主軸系統(tǒng)、直線電機系統(tǒng)的有限元熱分析，并完成基于球桿儀的機床綜合誤差檢測試驗。取得的主要研究成果如下： □基于齊次坐標

2、變換原理，建立了基于球桿儀檢測原理的綜合誤差模型，該模型包含對加工精度影響較大的工作臺旋轉(zhuǎn)軸C軸的四項安裝定位誤差，主軸熱漂移誤差，以及直線電機驅(qū)動下的三直軸各項幾何誤差與熱誤差，據(jù)此模型，提出了基于球桿儀測量原理的誤差檢測方法； □基于有限元熱分析方法，借助商用軟件ANSYS的熱分析模塊完成了機床整體溫度場分布，主軸與直線導軌熱變形的有限元分析，得出了主軸的三種可能熱變形模式與直線導軌的熱變形模式； □構(gòu)建了針對高速五

3、軸機床的主要誤差元素的球桿儀檢測模式，完成了各檢測模式的球桿儀檢測軌跡仿真，據(jù)此得出工作臺旋轉(zhuǎn)軸C軸的四項安裝定位誤差、主軸熱漂移誤差以及直線電機驅(qū)動下的三直軸各項幾何誤差與熱誤差的球桿儀圓軌跡特征； □根據(jù)機床運動傳遞鏈的封閉性原理，提出了基于球桿儀測量數(shù)據(jù)的幾何誤差與熱誤差分離方法，并應(yīng)用最小二乘法提出了球桿儀自身安裝定位誤差的分離方法，提高了檢測精度； □綜合球桿儀檢測數(shù)據(jù)，繪制主軸熱漂移規(guī)律曲線，直線導軌上不同位